| 研究課題/領域番号 |
26600119
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| 研究機関 | 上智大学 |
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研究代表者 |
江馬 一弘 上智大学, 理工学部, 教授 (40194021)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 無機有機ハイブリッド物質 / 太陽電池 / 量子井戸 / 励起子物性 / 層状ペロブスカイト |
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| 研究実績の概要 |
近年注目を集めている無機有機ハイブリッドペロブスカイト物質（HP物質と略す）の2次元構造（量子井戸）を太陽電池応用に適する材料に引き上げるための研究を行っている．2014年度は，2次元構造の励起子物性の確認のための実験，および，3次元構造における励起子物性の研究を行った．3次元物質では励起子が存在しないと言われているが，精密な光学測定により少なくとも臭素系においては励起子が安定に存在することが確認された．現在，ヨウ素系の試料についても研究を行っている状況である．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
試料作製方法はほぼ確立し，2次元から3次元にかけてのハイブリッド物質の光学測定ができるようになっている．特に，3次元物質について，室温でも励起子効果が顕著に表れることを確認するなど，着実に成果があがっている．
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| 今後の研究の推進方策 |
沃素系，臭素系において，3次元物質での光学特性，キャリアの緩和ダイナミクスを詳細に研究する．太陽電池効率の温度依存性なども測定する予定である．
また，2次元構造については，励起子束縛エネルギーが大きいので，このままでは電荷分離が生じない可能性が高い．そこで，1層，2層程度の試料については，無機層から有機層へのエネルギー移動もしくは電子移動を起こし，有機層において電荷分離することを目指す．光吸収は巨大な振動子強度を持つ無機層の励起子が担い，そこから効率良く有機層へエネルギー移動されることで，有機層に励起状態を移動させる．具体的には，有機層にナフタレン，アントラセン，共役系高分子などを導入する．アントラセンとナフタレンは臭素系の励起子と共鳴エネルギーが一致しており，共役系高分子は共役長を制御することにより，エネルギー位置を調整することができる．すでに単層の臭素系ではエネルギー移動効率を測定しており，それと同じ方法で，エネルギー移動効率を測定することができる．さらに，導入する分子と無機層との距離，および遷移双極子モーメントの方向をパラメータとして，これらを系統的に変化させた有機層を作製し，移動効率の最も高いものを見つけ出す．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2014年度に3次元物質の励起子物性の研究は大きく進展したが，2次元から3次元にかけての光学特性評価までは，時間の関係上，行えなかった．それに必要な光学系の構築が遅れていたため，構築のための予算が繰り越しとなった．
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| 次年度使用額の使用計画 |
最終年度となる2015年度に，2次元から3次元にかけての測定を目指し，光学系の構築を行う．また，太陽電池効率の温度依存性を測定するための，実験系なども繰り越した予算で計画している．
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